DE10354714A1 - Vehicle headlamp having a semiconductor light source and a control unit with a modulation device to provide modulated electromagnetic waves - Google Patents

Vehicle headlamp having a semiconductor light source and a control unit with a modulation device to provide modulated electromagnetic waves Download PDF

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Abstract

The vehicle headlamp has at least one semiconductor light source (5a,5b,6a,6b) and a control unit (10,11) for the light source. The control unit includes a modulation unit (7,8) arranged to control the light source such that it, at a given modulation frequency, particularly with a given signal pattern, outputs modulated electromagnetic waves. Independent claims also cover a headlamp system including distance measuring circuitry and a method of operating the headlamp.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle und einer Ansteuervorrichtung für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle. Sie betrifft überdies ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugscheinwerfers, der mindestens eine Halbleiterlichtquelle aufweist.The The present invention relates to a vehicle headlamp having at least a semiconductor light source and a drive device for the at least a semiconductor light source. It also relates to a method of operation a vehicle headlamp, the at least one semiconductor light source having.

In Kraftfahrzeugen werden in zunehmendem Maße entfernungsmessende optische Systeme benötigt, welche beispielsweise die Entfernung zu vorausfahrenden Fahrzeugen bestimmen, wobei die ermittelten Entfernungsdaten vorzugsweise für ein Adaptive Cruise Control (ACC)-System verwendet werden. Das physikalische Prinzip der entfernungsmessenden optischen Systeme beruht darauf, dass elektromagnetische Wellen einer optischen Sendeeinheit ausgesandt werden und nach ihrer Reflexion an einem Objekt von einer Empfangseinheit detektiert werden. Aus der Laufzeit vom Aussenden durch die optische Sendeeinheit bis zum Empfang durch die Empfangseinheit lässt sich der Abstand zu dem Objekt ermitteln.In Motor vehicles are becoming increasingly distance-measuring optical Systems needed which, for example, the distance to vehicles in front determine, wherein the determined distance data preferably for an adaptive Cruise Control (ACC) system can be used. The physical The principle of distance-measuring optical systems is based on that emit electromagnetic waves of an optical transmitting unit and after being reflected on an object by a receiving unit be detected. From the term of emission by the optical Sending unit until reception by the receiving unit can be determine the distance to the object.

Im Stand der Technik werden als optische Sendeeinheit leistungsstarke Scheinwerfer mit LEDs oder Laserdioden als Sendeelemente verwendet, die gepulste oder in anderer Weise intensitätsmodulierte elektromagnetische Wellen im nicht sichtbaren Bereich, insbesondere im nahen Infrarotbereich, d. h. mit einer Wellenlänge von λ = 800 nm bis 900 nm, aussenden. Herkömmliche, konventionelle Fahrzeugscheinwerfer, bekannt beispielsweise als Abblend- oder Fernlicht, emittieren unmoduliertes weißes Licht.in the State of the art become powerful as an optical transmitting unit Used headlamps with LEDs or laser diodes as transmitting elements, the pulsed or otherwise intensity-modulated electromagnetic Waves in the invisible area, in particular in the near infrared range, d. H. with one wavelength of λ = 800 nm to 900 nm. Conventional, conventional vehicle headlights, known, for example, as low beam or high beam, emit unmodulated white Light.

Nachteilig ist hierbei, dass neben den beiden konventionellen Scheinwerfern zur Fahrbahnausleuchtung wenigstens ein zusätzlicher Infrarotscheinwerfer als Sendeelement in der Fahrzeugfront untergebracht werden muss. Der Infrarotscheinwerfer benötigt infolge seiner hohen Ausgangsleistung und der damit verbundenen Wärmeabgabe erheblichen Bauraum. Zudem muss dieser Zusatzscheinwerfer an einer Stelle im Fahrzeug angebracht werden, die einen hinreichenden Schutz vor Verschmutzung und Steinschlag bietet. Im Frontbereich des Fahrzeugs ist ein solcher Einbauort nur mit erheblichem Aufwand realisierbar, wobei ein zusätzlicher Infrarotscheinwerfer überdies in ästhetischer Hinsicht störend wirkt, so dass ein erhöhter Designaufwand erforderlich ist.adversely Here is that in addition to the two conventional headlights for illumination of the road at least one additional infrared lamp must be accommodated as a transmitting element in the vehicle front. The infrared headlight needed due to its high output power and the associated heat considerable space. In addition, this additional headlight on a Place to be mounted in the vehicle, which provides adequate protection offers pollution and rockfall. In the front of the vehicle is such an installation feasible only with considerable effort, being an additional Infrared lights also in more aesthetic Disturbing works, so that increased Design effort is required.

Die in konventionellen Scheinwerfern bisher eingesetzten Weißlichtquellen, beispielsweise Halogen- oder Xenon-Scheinwerfer, ermöglichen aufgrund des zugrunde liegenden physikalischen Prinzips der Lichterzeugung keine hochfrequente Modulation des ausgesandten Lichts. Aus diesem Grund können leistungsstarke konventionelle Scheinwerfer nicht als Lichtquellen für entfernungsmessende Systeme genutzt werden. Zudem sieht die Gesetzeslage bisher nur in wenigen Ländern einen zwingenden Dauerbetrieb der Scheinwerfer, d. h. auch bei Tageslicht, vor.The in white light sources previously used in conventional headlamps, For example, halogen or xenon headlamps allow due to the underlying physical principle of light generation no high-frequency modulation of the emitted light. For this Reason can powerful conventional headlights not as light sources for distance measuring Systems are used. In addition, the legal situation so far sees only in a few countries a mandatory continuous operation of the headlights, d. H. even in daylight, in front.

Aus der DE 201 15 772 U1 , die zur Formulierung des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 herangezogen wurde, ist ein Frontscheinwerfer für ein Fahrzeug bekannt, bei dem Leuchtdioden als Leuchtmittel eingesetzt werden. Diese können beispielsweise weißes, grünes oder blaues Licht emittieren und sind facettenartig angeordnet.From the DE 201 15 772 U1 , which was used to formulate the preamble of claim 1, a headlamp for a vehicle is known, are used in the light-emitting diodes as a light source. These can emit, for example, white, green or blue light and are arranged in a faceted manner.

Aus der DE 101 29 743 C2 ist ein Fahrzeugscheinwerfer mit Halbleiterlichtquellen, beispielsweise Laserdioden oder LEDs, bekannt, die in einem zweidimensionalen Array angeordnet sind und mit Hilfe einer Sammellinse parallele Lichtstrahlen emittieren. Eine Ansteuervorrichtung erlaubt es, Leuchtelemente einzeln oder gruppenweise selektiv leuchten zu lassen. Die einzelnen Leuchtelemente emittieren Licht unterschiedlicher Wellenlänge. Mit diesem Fahrzeugscheinwerfer kann sowohl sichtbares als auch infrarotes Licht erzeugt werden.From the DE 101 29 743 C2 For example, a vehicle headlight with semiconductor light sources, for example laser diodes or LEDs, which are arranged in a two-dimensional array and emit parallel light beams with the aid of a converging lens is known. A drive device allows light elements to be selectively lit individually or in groups. The individual lighting elements emit light of different wavelengths. Both visible and infrared light can be generated with this vehicle headlight.

Im Stand der Technik sind damit Fahrzeugscheinwerfer bekannt, die LEDs oder Laserdioden einsetzen und neben sichtbarem Licht auch Infrarotlicht erzeugen, sie können jedoch nicht für entfernungsmessende Systeme oder Nachtsichtsysteme eingesetzt werden.in the State of the art are thus known vehicle headlights, the LEDs or use laser diodes and infrared light in addition to visible light generate, they can but not for distance measuring systems or night vision systems are used.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen eingangs genannten Fahrzeugscheinwerfer derart weiterzubilden, dass er für entfernungsmessende Systeme oder Nachtsichtsysteme eingesetzt werden kann und ein zusätzlicher Infrarotscheinwerfer vermieden werden kann.The Object of the present invention is therefore a educate the aforementioned vehicle headlights such that he for distance-measuring Systems or night vision systems can be used and an additional Infrared lights can be avoided.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Fahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 14.These Task is solved by a vehicle headlamp with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 14th

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn das von der Halbleiterlichtquelle ausgesandte Licht mit einer vorgebbaren Modulationsfrequenz, insbesondere einem vorgebbarem Signalmuster, moduliert ist. Damit kann der Fahrzeugscheinwerfer sowohl zur Fahrbahnausleuchtung als auch als optische Sendeeinheit für entfernungsmessende Systeme oder zum Betreiben von Nachtsichtsystemen eingesetzt werden.Of the The present invention is based on the finding that these Task solved can be when the emitted from the semiconductor light source Light with a predefinable modulation frequency, in particular a predeterminable signal pattern, is modulated. This allows the vehicle headlight both for illumination of the road as well as optical transmission unit for distance measuring Systems or to operate night vision systems are used.

Als entfernungsmessende Systeme werden bevorzugt Systeme nach dem Prinzip des Pulslaufzeitverfahrens oder nach dem PMD-Prinzip eingesetzt. Die Intensitätsmodulation der Halbleiterlichtquelle kann auf vielfältige Weise erfolgen. Im einfachsten Fall wird ein CW-Verfahren angewandt. Auch Burstverfahren sind vorteilhaft, bei denen periodisch ein Burst von Pulsen gesendet wird, dem jeweils eine Pause folgt. Weiterhin können auch Chirpverfahren oder Pseudo-Noise-Modulationen zum Einsatz kommen. Die Modulationsfrequenzen reichen dabei von einigen kHz bis hin zu GHz.When Distance-measuring systems are preferred systems on the principle the pulse transit time method or used according to the PMD principle. The intensity modulation The semiconductor light source can be done in many ways. In the simplest Case, a CW method is used. Burst methods are also advantageous, where a burst of pulses is sent periodically, each one a break follows. Furthermore you can also chirp or pseudo-noise modulations are used. The modulation frequencies range from a few kHz up to to GHz.

Wie bereits erwähnt, kommen als Halbleiterlichtquelle bevorzugt LED's, VCSEL's oder Laserdioden in Betracht. Die Ansteuervorrichtung ist bevorzugt ausgelegt, mindestens eine erste Halbleiterlichtquelle zur Abgabe von elektromagnetischen Wellen im sichtbaren Wellenlängenbereich und mindestens eine zweite Halbleiterlichtquelle zur Abgabe von elektromagnetischen Wellen im infraroten Wellenlängenbereich anzusteuern. Hierbei können die erste und die zweite Halbleiterlichtquelle ein und dieselbe Halbleiterlichtquelle darstellen, es können jedoch auch zwei unterschiedliche Halbleiterlichtquellen sein. Bevorzugt sind daher in einem Array zweierlei Arten von Halbleiterlichtquellen angeordnet, eine erste Art, die elektromagnetische Wellen im sichtbaren Wellenlängenbereich emittiert, und eine zweite Art, die elektromagnetische Wellen im infraroten Wellenlängenbereich emittiert.As already mentioned, come as a semiconductor light source preferably LED's, VCSEL's or laser diodes into consideration. The Drive device is preferably designed, at least a first Semiconductor light source for emitting electromagnetic waves in the visible wavelength range and at least one second semiconductor light source for emitting electromagnetic energy Waves in the infrared wavelength range head for. Here you can the first and second semiconductor light sources have the same semiconductor light source represent, it can but also be two different semiconductor light sources. Prefers are therefore in an array of two types of semiconductor light sources arranged, a first type, the electromagnetic waves in the visible wavelength range emitted, and a second type, the electromagnetic waves in the infrared wavelength range emitted.

Die Ansteuervorrichtung kann ausgelegt sein, die Halbleiterlichtquellen der ersten und der zweiten Art getrennt voneinander zu aktivieren oder gleich zeitig. Damit hat ein erfindungsgemäßer Fahrzeugscheinwerfer drei Funktionen: Einerseits die Funktion „Fahrbahnausleuchtung" durch die Emission elektromagnetischer Wellen im sichtbaren Wellenbereich, andererseits die beiden Funktionen „Unterstützung entfernungsmessendes System" und „Unterstützung von Nachtsichtsystemen" durch Emission von elektromagnetischen Wellen, die mit einer vorgebbaren Modulationsfrequenz moduliert sind, im sichtbaren und/oder infraroten Wellenlängenbereich. Die einzelnen Halbleiterlichtquellen sind dabei vorzugsweise gitterförmig angeordnet, wobei die Bündelung der emittierten elektromagnetischen Wellen beispielsweise mit einer Sammellinse erfolgt. Jedoch kann auch eine Streuscheibe zur Streuung und/oder Ablenkung vorgesehen werden.The Drive device may be designed, the semiconductor light sources the first and the second way to activate separately or at the same time. Thus, an inventive vehicle headlight has three Functions: On the one hand the function "Lane illumination" by the emission electromagnetic waves in the visible wave range, on the other hand the two functions "support distance-measuring System "and" support from Night vision systems " Emission of electromagnetic waves with a predeterminable Modulation frequency are modulated, in the visible and / or infrared Wavelength range. The individual semiconductor light sources are preferably arranged in a grid, being the bundling the emitted electromagnetic waves, for example, with a Collective lens is done. However, a diffusing screen can also be used for scattering and / or distraction.

In Ländern mit vorgeschriebenem Tagfahrlicht werden vom erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer für die Funktion „Unterstützung entfernungsmessendes System" vorzugsweise elektromagnetische Wellen im sichtbaren Wellenlängenbereich emittiert, die, insbesondere hochfrequent, moduliert sind. Aufgrund der ständigen Aktivierung der Funktion „Fahrbahnausleuchtung" in diesen Ländern, ist das zusätzliche Emittieren von elektromagnetischen Wellen im infraroten Wellenlängenbereich nicht erforderlich. Besonders vorteilhaft hierbei ist, dass damit besonders hohe Lichtleistungen erzielt werden können, einhergehend mit großen Reichweiten und großen Gesichtsfeldern. Letzteres gilt insbesondere auch bei der Entfernungsmessung, da im Vergleich zur im Stand der Technik verwendeten Infrarotbeleuchtung höhere Detektorsignale erzielt werden können. Dieser Betriebsmodus eines erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers bietet damit gegenüber dem Stand der Technik den wesentlichen Vorteil, dass eine Entfernungsmessung in einem größeren Abstand vom Fahrzeug möglich ist, so dass dadurch beispielsweise in einem Adaptive Cruise Control, welches die ermittelten Entfernungsdaten verwendet, die Sicherheit wesentlich erhöht werden kann. Für die Funktion „Unterstützung von Nachtsichtsystemen" werden allerdings die in den Fahrzeugscheinwerfer integrierten Halbleiterlichtquellen genutzt, die im infraroten Wellenlängenbereich emittieren.In countries with prescribed daytime running lights are provided by the vehicle headlight according to the invention for the Function "Support distance-measuring System "preferably emitted electromagnetic waves in the visible wavelength range, which, especially high-frequency, modulated. Due to the constant activation the function "Road Lighting" in these countries, that is additional Emitting electromagnetic waves in the infrared wavelength range not mandatory. Particularly advantageous here is that so special high light outputs can be achieved, along with long ranges and big ones Visual fields. The latter applies in particular to the distance measurement, because compared to infrared lighting used in the prior art higher Detector signals can be achieved. This operating mode of a vehicle headlight according to the invention offers with it The prior art has the significant advantage that a distance measurement at a greater distance possible from the vehicle is, for example, in an Adaptive Cruise Control, which the determined distance data used, the security essential elevated can be. For the Function "Support of Night vision systems " however, the semiconductor light sources integrated in the vehicle headlights used, which emit in the infrared wavelength range.

In Ländern, in denen kein Tagfahrlicht vorgeschrieben ist und daher die Funktion „Fahrbahnausleuchtung" nicht ständig aktiviert sein muss, werden für die Funktion „Unterstützung entfernungsmessendes System" Halbleiterlichtquellen vorgesehen, die elektromagnetische Wellen im infraroten Wellenlängenbereich emittieren. Bei aktivierter Funktion „Fahrbahnausleuchtung" können für die Ansteuerung entfernungsmessender Systeme die Halbleiter lichtquellen, die Licht im sichtbaren Bereich ausstrahlen, zur Abgabe modulierter elektromagnetischer Wellen angesteuert werden. Alternativ werden lediglich die Halbleiterlichtquellen zur Abgabe modulierter elektromagnetischer Wellen angesteuert, die im infraroten Wellenlängenbereich emittieren. Werden sowohl von den Halbleiterlichtquellen, die im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren, und von den Halbleiterlichtquellen, die im infraroten Wellenlängenbereich emittieren, modulierte elektromagnetische Wellen ausgesandt, lässt sich dadurch eine Reichweitensteigerung des entfernungsmessenden Systems erreichen. Für die Funktion „Unterstützung von Nachtsichtsystemen" werden wiederum die in den Fahrzeugscheinwerfer integrierten Halbleiterlichtquellen genutzt, die im infraroten Wellenlängenbereich emittieren.In countries in which no daytime running lights are prescribed and therefore the function "lane illumination" is not constantly activated must be for the function "support distance-measuring System "semiconductor light sources provided, the electromagnetic waves in the infrared wavelength range emit. When the "Lane illumination" function is activated, it can be used for control Distance measuring systems the semiconductor light sources, the light radiating in the visible range, for emitting modulated electromagnetic Waves are driven. Alternatively, only the semiconductor light sources triggered to output modulated electromagnetic waves, the in the infrared wavelength range emit. Become both from the semiconductor light sources in the visible wavelength range emit, and from the semiconductor light sources, in the infrared Emit wavelength range, modulated electromagnetic waves emitted, can be thereby an increase in range of the distance-measuring system to reach. For the function "Support of Night vision systems " once again used the semiconductor light sources integrated in the vehicle headlights, the in the infrared wavelength range emit.

Die Abbildungseigenschaften des erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers können so ausgelegt werden, dass die im infraroten Wellenlängenbereich emittierenden Halbleiterlichtquellen einen anderen Raumwinkel ausleuchten als die im sichtbaren Wellenlängenbereich emittierenden Halbleiterlichtquellen. Dies ermöglicht die Realisierung von Nachtsichtsystemen, bei denen der Scheinwerferkegel des infraroten Lichts größer ist als der des Weißlichts. Dadurch lässt sich ohne Blendwirkung die Sicherheit erhöhen, da das größere Gesichtsfeld von einer Nachtsichtkamera erfasst, ausgewertet und dem Fahrzeugbenutzer zugeführt werden kann.The imaging properties of the vehicle headlight according to the invention can be designed such that the semiconductor light sources emitting in the infrared wavelength range illuminate a different solid angle than the semiconductor light sources emitting in the visible wavelength range. This allows the realization of night vision systems in which the headlight cone of the infrared light is greater than that of the white light. As a result, the safety can be increased without glare, since the larger field of view can be detected by a night vision camera, evaluated and supplied to the vehicle user.

Durch geeignete Modulation, beispielsweise Pulsweitenmodulation, lässt sich für den erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer auf einfache Weise eine Helligkeitsregulierung mit einem weiten Aussteuerbereich vornehmen. Es lassen sich damit alle Helligkeiten zwischen Standlicht und Fernlicht realisieren. Aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsformen zur Helligkeitssteuerung, die eine Regelung des Betriebsstroms der Halbleiterlichtquellen verwenden, benötigen im Gegensatz hierzu eine aufwändige und teure Regeleinrichtung.By suitable modulation, such as pulse width modulation, can be for the vehicle headlights according to the invention in a simple way a brightness regulation with a wide Carry out the control range. It can thus all brightnesses between parking light and high beam realize. From the state of Technology known embodiments for brightness control, which regulates the operating current of the In contrast, using semiconductor light sources requires one complex and expensive control equipment.

Bevorzugt ist die Ansteuervorrichtung des erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers so ausgelegt, dass sie mit mindestens einer Kommunikationsvorrichtung, die eine Kommunikation zwischen mindestens zwei Fahrzeugen ermöglicht, in Wirkverbindung treten kann, um die Modulation mindestens eines Fahrzeugscheinwerfers des einen Fahrzeugs mit der Modulation mindestens eines Fahrzeugscheinwerfers des anderen Fahrzeugs abzustimmen. Diese Ausführungsform berücksichtigt, dass, wenn die Fahrzeugscheinwer fer von zwei Fahrzeugen elektromagnetische Wellen emittieren, die mit derselben Modulationsfrequenz moduliert sind, es zu Störungen des Systems, insbesondere zur Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit durch Blendeffekte und fehlerhafte Entfernungsmessungen, kommen kann. Die Abstimmung kann einerseits darin bestehen, die Modulationsfrequenzen der Fahrzeugscheinwerfer der mindestens zwei Fahrzeuge unterschiedlich einzustellen oder die Modulation des mindestens einen Fahrzeugscheinwerfers des einen Fahrzeugs in Pausen des Modulationssignals des Fahrzeugscheinwerfers des anderen Fahrzeugs durchzuführen und umgekehrt.Prefers is the drive device of the vehicle headlamp invention so designed to be compatible with at least one communication device, which allows communication between at least two vehicles, can interact to the modulation of at least one Vehicle headlight of a vehicle with the modulation at least of a vehicle headlight of the other vehicle to vote. These embodiment considered, that when the vehicle headlights of two vehicles electromagnetic Emit waves that modulates at the same modulation frequency are, it's disturbing of the system, in particular for impairment of performance due to glare effects and faulty distance measurements can. On the one hand, the tuning can be the modulation frequencies the vehicle headlight of at least two vehicles differently adjust or the modulation of the at least one vehicle headlight of a vehicle in pauses of the modulation signal of the vehicle headlight of the other vehicle and vice versa.

Die Erfindung betrifft überdies ein Fahrzeugscheinwerfersystem mit mindestens einem erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer, welches weiterhin eine Entfernungsmessungsvorrichtung umfasst, insbesondere zur Vorgabe von Einstellparametern für die Modulationsvorrichtung und zur Festlegung, welche Halbleiterlichtquellen zu aktivieren sind. Da bei entfernungsmessenden Systemen nach dem PMD-Prinzip der Eindeutigkeitsbereich der Entfernungsmessung, d. h. der Bereich, in dem die Entfernung zu einem Objekt eindeutig bestimmbar ist, über die Modulationsfrequenz festgelegt ist, können die Fahrzeugscheinwerfer, beispielsweise zwei, in einem erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfersystem mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden und/oder in zeitlich alternierenden, nicht überlappenden Intervallen. Dadurch lässt sich die Unsicherheit einer möglichen Mehrdeutigkeit reduzieren. Bevorzugt ist es dabei, die beiden erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer in nicht überlappenden Kurzzeitintervallen von ungefähr 100 μs bis 500 μs alternierend zu betreiben. Dieser alternierende Betrieb erfolgt vorzugsweise so schnell, dass er durch die Trägheit des menschlichen Auges nicht als störendes Flackern der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer empfunden wird. Die Dauer der Kurzzeitintervalle entspricht im Allgemeinen der Belichtungszeit der Entfernungsmessungsvorrichtung. Dadurch kann die Entfernung zu Objekten wesentlich sicherer und eindeutiger bestimmt werden.The Invention also relates a vehicle headlight system with at least one vehicle headlight according to the invention, which further comprises a distance measuring device, in particular for specifying adjustment parameters for the modulation device and determining which semiconductor light sources to activate. Since with distance-measuring systems according to the PMD principle the uniqueness range the distance measurement, d. H. the area in which the distance to an object is uniquely determinable, via the modulation frequency is fixed, the Vehicle headlight, for example two, in a vehicle headlamp system according to the invention be operated at different frequencies and / or in time alternating, non-overlapping Intervals. By doing so leaves the uncertainty of a possible Reduce ambiguity. It is preferred, the two vehicle headlamps according to the invention in non-overlapping Short-term intervals of approximately 100 μs to 500 μs alternating to operate. This alternating operation is preferably carried out so fast that he is lazy of the human eye not as disturbing flickering of the vehicle headlights according to the invention is felt. The duration of the short-term intervals generally corresponds the exposure time of the distance measuring device. Thereby can make the removal to objects much safer and clearer be determined.

Bevorzugt ist bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfersystem die Entfernungsmessungsvorrichtung ausgelegt, die Ansteuerungsvorrichtungen der mindestens zwei Fahrzeugscheinwerfer derart anzusteuern, insbesondere durch Wahl der Modulationsfrequenz und/oder der zeitlichen Abfolge innerhalb der Modulationssignale, dass eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlossen ist.Prefers is in a vehicle headlamp system according to the invention the distance measuring device designed, the driving devices the at least two vehicle headlights to control such, in particular by selecting the modulation frequency and / or the time sequence within the modulation signals that precluded mutual interference is.

Die oben im Hinblick auf den erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen gelten in entsprechender Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.The described above with regard to the vehicle headlight according to the invention preferred embodiments apply in a similar way to the inventive method.

Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:in the Below will now be an embodiment of the invention with reference to the attached Drawings closer described. Show it:

1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers; und 1 a schematic perspective view of a portion of an embodiment of a vehicle headlamp according to the invention; and

2 eine schematische Blockschaltbilddarstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfersystems. 2 a schematic block diagram representation of a vehicle headlamp system according to the invention.

In 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers dargestellt. Dabei sind Halbleiterlichtquellen 1, beispielsweise LEDs oder Leuchtdioden, auf einer Trägerplatte 2 gitterförmig angeordnet. Die Trägerplatte 2 kann neben der hier dargestellten ebenen Rechteckform selbstverständlich auch andere Formen aufweisen, beispielsweise die einer gekrümmten Ellipsenform. Vorzugsweise ist eine Sammellinse (nicht dargestellt) zur Bündelung der von den Halbleiterlichtquellen emittierten elektromagnetischen Wellen vorhanden. Vorzugsweise ist weiterhin eine Streuscheibe (nicht dargestellt) zur Streuung und/oder Ablenkung der emittierten elektromagnetischen Wellen vorgesehen. Dieser Teil des erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers kann in einem aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeugscheinwerfergehäuse mit Schutzscheibe eingebaut sein.In 1 is a schematic perspective view of a portion of a vehicle headlamp according to the invention shown. These are semiconductor light sources 1 For example, LEDs or LEDs, on a support plate 2 arranged in a grid. The carrier plate 2 Of course, in addition to the flat rectangular shape shown here, it may also have other shapes, for example those of a curved elliptical shape. Preferably, a condenser lens (not shown) is provided for condensing the electromagnetic waves emitted from the semiconductor light sources. Preferably, a diffusing screen (not shown) is furthermore provided for scattering and / or deflecting the emitted electromagnetic waves. This part of the vehicle headlight according to the invention can be installed in a known from the prior art vehicle headlight housing with protective disk.

In 2 ist eine schematische Blockschaltbilddarstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfersystems dargestellt. Die beiden erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer 3, 4 sind als linke und rechte Frontscheinwerfer in einem Kraftfahrzeug ausgebildet und verfügen über Weißlicht-LEDs 5a, 5b, welche elektromagnetische Wellen im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren, und über Infrarot-LEDs 6a, 6b, welche elektromagnetische Wellen im infraroten Wellenlängenbereich emittieren. Anstelle von Infrarot-LEDs können auch Laserdioden oder VCSELs vorgesehen sein. Die Halbleiterlichtquellen 5a, 6a werden von der Modulationsvorrichtung 7, die in der Ansteuervorrichtung 10 vorgesehen ist, die Halbleiterlichtquellen 6a, 6b von der Modulationsvorrichtung 8, die in der Ansteuervorrichtung 11 vorgesehen ist, angesteuert. Die Modulationsvorrichtungen 7, 8 erhalten ihre Steuerimpulse von der Entfernungsmessungsvorrichtung 9. Die Entfernungsmessungsvorrichtung 9 legt die zeitliche Abfolge fest, in der jeder der beiden Fahrzeugscheinwerfer 3, 4 sendet, sowie die Modulationsfrequenz der von den Halbleiterlichtquellen 5a, 5b, 6a, 6b emittierten elektromagnetischen Wellen. Die Entfernungsmessungsvorrichtung 9 ist überdies ausgelegt, die Halbleiterlichtquellen 5a, 5b, die elektromagnetische Wellen im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren, sowie die Halbleiterlichtquellen 6a, 6b, die elektromagnetische Wellen im infraroten Wellenlängenbereich emittieren, getrennt voneinander oder zugleich zu aktivieren. Die Ansteuervorrichtungen 10, 11 können ausgelegt sein, über das Entfernungsmessungssystem 9 oder unmittelbar mit einer Kommunikationsvorrichtung des Kraftfahrzeugs in Wirkverbindung zu treten, um die Modulation der Halbleiterlichtquellen bei Gegenverkehr so zu beeinflussen, dass sich die jeweiligen Sehsysteme nicht durch Blendeffekte gegenseitig in der Leistungsfähigkeit beeinträchtigen. Dazu können die Modulationsfrequenzen variiert werden oder es kann vorgesehen werden, dass das System des einen Fahrzeugs in Pausenintervallen der von dem anderen Fahrzeug emittierten Wellenlängen sendet und umgekehrt.In 2 is a schematic block diagram representation of a vehicle headlamp system according to the invention shown. The two vehicle headlights according to the invention 3 . 4 are designed as left and right headlights in a motor vehicle and have white light LEDs 5a . 5b , which emit electromagnetic waves in the visible wavelength range, and infrared LEDs 6a . 6b , which emit electromagnetic waves in the infrared wavelength range. Instead of infrared LEDs and laser diodes or VCSELs may be provided. The semiconductor light sources 5a . 6a are from the modulation device 7 that in the drive device 10 is provided, the semiconductor light sources 6a . 6b from the modulation device 8th that in the drive device 11 is provided, controlled. The modulation devices 7 . 8th get their control pulses from the distance measuring device 9 , The distance measuring device 9 Defines the chronological sequence in which each of the two vehicle headlights 3 . 4 transmits, as well as the modulation frequency of the semiconductor light sources 5a . 5b . 6a . 6b emitted electromagnetic waves. The distance measuring device 9 is also designed, the semiconductor light sources 5a . 5b , which emit electromagnetic waves in the visible wavelength range, as well as the semiconductor light sources 6a . 6b that emit electromagnetic waves in the infrared wavelength range, separated from each other or at the same time to activate. The driving devices 10 . 11 can be designed via the distance measurement system 9 or directly to be in operative connection with a communication device of the motor vehicle, in order to influence the modulation of the semiconductor light sources in oncoming traffic so that the respective vision systems do not interfere with each other in performance by glare effects. For this purpose, the modulation frequencies can be varied or it can be provided that the system of one vehicle transmits at intervals of pause the wavelengths emitted by the other vehicle and vice versa.

In Ländern, in denen Tagfahrlicht vorgeschrieben ist, kann vorgesehen werden, dass nur Halbleiterlichtquellen in den Fahrzeugscheinwerfern vorgesehen sind, die modulierte elektromagnetische Wellen im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren. Zur Steigerung der Sicherheit können jedoch auch Halbleiterlichtquellen vorgesehen sein, die Licht im infraroten Wellenlängenbereich emittieren, insbesondere wenn diese einen größeren Winkelbereich beleuchten als die Halbleiterlichtquellen, die elektromagnetische Wellen im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren. In Ländern ohne vorgeschriebenem Tagfahrlicht werden bei nicht aktivierter Funktion „Fahrbahnausleuchtung" von den erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfern ausschließlich elektromagnetische Wellen im infraroten Wellenlängenbereich emittiert. Dazu werden von dem Entfernungsmessungssystem 9 über die Ansteuervorrichtungen 10, 11 nur die Infrarot-LEDs 6a, 6b aktiviert.In countries where daytime running lights are required, it can be provided that only semiconductor light sources are provided in the vehicle headlights which emit modulated electromagnetic waves in the visible wavelength range. However, to increase safety, it is also possible to provide semiconductor light sources which emit light in the infrared wavelength range, in particular if they illuminate a larger angular range than the semiconductor light sources which emit electromagnetic waves in the visible wavelength range. In countries without a prescribed daytime running light, when the "road illumination" function is not activated, only electromagnetic waves in the infrared wavelength range are emitted by the vehicle headlights according to the invention 9 via the drive devices 10 . 11 only the infrared LEDs 6a . 6b activated.

Claims (14)

Fahrzeugscheinwerfer mit – mindestens einer Halbleiterlichtquelle (5a; 5b; 6a; 6b), und – einer Ansteuervorrichtung (10; 11) für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (5a; 5b; 6a; 6b), dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung (10; 11) eine Modulationsvorrichtung (7; 8) umfasst, die ausgelegt ist, die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (5a; 5b; 6a; 6b) derart anzusteuern, so dass diese mit einer vorgebbaren Modulationsfrequenz, insbesondere mit einem vorgebbaren Signalmuster, modulierte elektromagnetische Wellen abgibt.Vehicle headlamp with - at least one semiconductor light source ( 5a ; 5b ; 6a ; 6b ), and - a drive device ( 10 ; 11 ) for the at least one semiconductor light source ( 5a ; 5b ; 6a ; 6b ), characterized in that the drive device ( 10 ; 11 ) a modulation device ( 7 ; 8th ), which is designed, the at least one semiconductor light source ( 5a ; 5b ; 6a ; 6b ) such that it emits modulated electromagnetic waves with a predefinable modulation frequency, in particular with a predeterminable signal pattern. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Modulationsfrequenz mindestens 3 kHz, bevorzugt mindestens 100 kHz, noch bevorzugter mindestens 1 MHz, beträgt.Vehicle headlight according to claim 1, characterized in that that the predetermined modulation frequency at least 3 kHz, preferably at least 100 kHz, more preferably at least 1 MHz. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (5a; 5b; 6a; 6b) eine LED, ein VCSEL oder eine Laserdiode ist.Vehicle headlight according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one semiconductor light source ( 5a ; 5b ; 6a ; 6b ) is an LED, a VCSEL or a laser diode. Fahrzeugscheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung (10; 11) ausgelegt ist, mindestens eine erste Halbleiterlichtquelle (5a; 5b) zur Abgabe von elektromagnetischen Wellen im sichtbaren Wellenlängenbereich und mindestens eine zweite Halbleiterlichtquelle (6a; 6b) zur Abgabe von elektromagnetischen Wellen im infraroten Wellenlängenbereich anzusteuern.Vehicle headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device ( 10 ; 11 ), at least one first semiconductor light source ( 5a ; 5b ) for the emission of electromagnetic waves in the visible wavelength range and at least one second semiconductor light source ( 6a ; 6b ) for the emission of electromagnetic waves in the infrared wavelength range. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Halbleiterlichtquelle ein und dieselbe Halbleiterlichtquelle ist.Vehicle headlight according to claim 4, characterized in that the first and second semiconductor light sources are one and the same Semiconductor light source is. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (5a; 5b) und die zweite Halbleiterlichtquelle (6a; 6b) zwei unterschiedliche Halbleiterlichtquellen sind.Vehicle headlight according to claim 5, characterized in that the first ( 5a ; 5b ) and the second semiconductor light source ( 6a ; 6b ) are two different semiconductor light sources. Fahrzeugscheinwerfer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Emission im infraroten Wellenlängenbereich vorgesehenen Halbleiterlichtquellen (6a; 6b) ausgelegt sind, einen anderen Raumwinkel auszuleuchten als die Halbleiterlichtquellen (5a; 5b), die für die Emission im sichtbaren Wellenlängenbereich vorgesehen sind.Vehicle headlight according to one of Claims 4 to 6, characterized in that the semiconductor light sources (FIG. 4) provided for emission in the infrared wavelength range (US Pat. 6a ; 6b ) are designed to illuminate a different solid angle than the semiconductor light sources ( 5a ; 5b ), which are intended for emission in the visible wavelength range. Fahrzeugscheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung (10; 11) ausgelegt ist, das Ansteuersignal für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (5a; 5b; 6a; 6b) durch Pulsweitenmodulation zu modulieren.Vehicle headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device ( 10 ; 11 ), the drive signal for the at least one semiconductor light source ( 5a ; 5b ; 6a ; 6b ) by pulse width modulation. Fahrzeugscheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung (10; 11) ausgelegt ist, mit einer Kommunikationsvorrichtung, die eine Kommunikation zwischen mindestens zwei Fahrzeugen ermöglicht, in Wirkverbindung zu treten, um die Modulation mindestens eines Fahrzeugscheinwerfers des einen Fahrzeugs mit der Modulation mindestens eines Fahrzeugsscheinwerfers des anderen Fahrzeugs abzustimmen.Vehicle headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device ( 10 ; 11 ) is operatively connected to a communication device that allows communication between at least two vehicles to tune the modulation of at least one vehicle headlight of the one vehicle with the modulation of at least one vehicle headlight of the other vehicle. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmung darin besteht, die Modulationsfrequenzen der Fahrzeugscheinwerfer der mindestens zwei Fahrzeuge unterschiedlich einzustellen.Vehicle headlight according to claim 9, characterized in that that the tuning consists of the modulation frequencies of the Vehicle headlights of at least two vehicles different adjust. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmung darin besteht, die Modulation des mindestens einen Fahrzeugscheinwerfers des einen Fahrzeugs in Pausen des Modulationssignals des Fahrzeugscheinwerfers des anderen Fahrzeugs durchzuführen und umgekehrt.Vehicle headlight according to claim 9 or 10, characterized characterized in that the vote is the modulation the at least one vehicle headlight of the one vehicle in Pauses the modulation signal of the vehicle headlight of the other Vehicle and vice versa. Fahrzeugscheinwerfersystem mit mindestens einem Fahrzeugscheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst: eine Entfernungsmessungsvorrichtung (9) zur Steuerung der Ansteuervorrichtung (10; 11), insbesondere zur Vorgabe von Einstellparametern für die Modulationsvorrichtung (7; 8), und zur Festlegung, welche Halbleiterlichtquellen (5a; 5b; 6a; 6b) zu aktivieren sind.Vehicle headlight system comprising at least one vehicle headlight according to one of claims 1 to 11, characterized in that it further comprises: a distance measuring device ( 9 ) for controlling the drive device ( 10 ; 11 ), in particular for setting adjustment parameters for the modulation device ( 7 ; 8th ), and determining which semiconductor light sources ( 5a ; 5b ; 6a ; 6b ) are to be activated. Fahrzeugscheinwerfersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Fahrzeugscheinwerfer (3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst, wobei die Entfernungsmessungsvorrichtung (9) ausgelegt ist, die Ansteuerungsvorrichtungen (10, 11) der mindestens zwei Fahrzeugscheinwerfer (3, 4) derart anzusteuern, insbesondere durch Wahl der Modulationsfrequenz und/oder der zeitlichen Abfolge innerhalb der Modulationssignale, dass eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlossen ist.Vehicle headlight system according to claim 12, characterized in that it has at least two vehicle headlights ( 3 . 4 ) according to one of claims 1 to 11, wherein the distance measuring device ( 9 ), the drive devices ( 10 . 11 ) of the at least two vehicle headlights ( 3 . 4 ) in such a way, in particular by selecting the modulation frequency and / or the time sequence within the modulation signals that a mutual influence is excluded. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugscheinwerfers, der mindestens eine Halbleiterlichtquelle (5a; 5b; 6a; 6b) aufweist, folgende Schritte umfassend: a) Emittieren elektromagnetischer Wellen mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (5a; 5b; 6a; 6b) des Fahrzeugscheinwerfers (3, 4), wobei die elektromagnetischen Wellen mit einer vorgebbaren Modulationsfrequenz (F), insbesondere einem vorgebbaren Signalmuster, moduliert werden; b) Empfangen der von einem Objekt reflektierten elektromagnetischen Wellen; c) Bestimmung der Laufzeit der elektromagnetischen Wellen zwischen dem Emissionsschritt und dem Empfangsschritt; und d) Ermitteln der Entfernung zwischen Kraftfahrzeug und Objekt aus der in Schritt c) bestimmten Laufzeit.Method for operating a vehicle headlight, the at least one semiconductor light source ( 5a ; 5b ; 6a ; 6b ), comprising the following steps: a) emitting electromagnetic waves with at least one semiconductor light source ( 5a ; 5b ; 6a ; 6b ) of the vehicle headlight ( 3 . 4 ), wherein the electromagnetic waves with a predetermined modulation frequency (F), in particular a predetermined signal pattern, are modulated; b) receiving the electromagnetic waves reflected from an object; c) determining the transit time of the electromagnetic waves between the emitting step and the receiving step; and d) determining the distance between motor vehicle and object from the transit time determined in step c).
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